JPWO2021018439A5

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Publication number: JPWO2021018439A5
Application number: JP2022506318A
Authority: JP
Publication date: 2023-06-08
Anticipated expiration: 2040-06-03

Claims

－MRIシステムを用いて画像を取得し（ACQ）；
－前記MRI画像を処理することによって肺の三次元画像を生成し（GEN 3D）；
－前記取得された三次元画像の一部分の各ボクセルの異なるシグナル強度値の分布に対応する第１の関数（F₁）を生成し（GEN F₁）；
－前記取得された三次元画像の一部の各ボクセルの少なくとも１つの第２の異なるシグナル強度値分布関数（F₂、F_A、Fg₁、Fg₂）から前記第１の関数（F₁）の少なくとも１つのフィルタリング閾値（S_A、S₁、S₂）を自動的に計算し（DET_S）；
－以下を含むボリュームをセグメント化し（SEG）：
・肺ボリュームに対応するメインボリューム（V_P）；
・第１の関数（F₁）により定量化されたボクセルのボリュームを、少なくとも算出されたフィルタリング閾値（S_A、S₁）によりフィルタリングしたボリューム（V_F）
－前記画像のボクセルのシグナル強度値の絶対値と少なくとも前記算出されたフィルタリング閾値とから、前記肺ボリュームの三次元画像の値を正規化し（S_A、S₁）；
－正規化された分割ボリューム比を示すバイオマーカー（B_IND）を生成する、
バイオマーカー生成方法。
－MRI装置による三次元画像の取得（ACQ）が、以下のように構成され：
・T₂重み付け；
・予め定義された閾値よりも大きいエコー時間（TE）；
－少なくとも１つのフィルタリング閾値の自動計算（S_A）は、以下を備える；
・基準ボリュームを取得し；
・基準ボリュームの各ボクセルの異なるシグナル強度値の分布（VAIR）に対応する基準関数（F_A）を生成し、前記基準関数（F_A）は、第２の分布関数（F_A）であり；
・前記参照関数（F_A）の標準偏差（σ_A）を計算し；
・算出された参照関数（F_A）の標準偏差から、参照閾値（S_A）と指定されたフィルタリング閾値を決定する、
請求項１に記載のバイオマーカー生成方法。
前記取得がパラメーター化されており、さらに
－少なくとも4つのエコー時間（TE）のサイクル数にわたって取得された複数の画像から再構成された画像の取得であって、エコー時間は、増加する持続時間に従って構成される、画像の取得；
－スピンエコーシーケンス；
－取得されたシグナルを予備飽和又は飽和させるシグナルを発することを目的とするパラメーター設定、
を含む請求項２に記載のバイオマーカー生成方法。
画像の第２の取得（ACQ₂）が、肺ボリューム（V_P）を概説する第１の構成（ConF₁）によって行われ、第１の構成（ConF₁）は、T₁又はプロトン密度重み付け取得のパラメーター化を定義し、画像処理のステップが、T₂重み付けで取得された画像と第２の取得（ACQ₂）で取得した画像とを結合するために行われる、
請求項２又は３に記載のバイオマーカー生成方法。
超短エコー時間UTEによってT₁重み付けして取得した少なくとも１つの画像と、T₂重み付けして取得した少なくとも１つの画像とを結合する操作を行い、それぞれの取得画像からのデータを結合して肺ボリュームを区分した画像を生成する、
請求項４に記載のバイオマーカー生成方法。
前記基準閾値（S_A）は、前記基準関数（F_A）の基準分布値と、前記基準関数（F_A）の標準偏差（бA）の値の10倍から20倍の間で構成される値と、の組み合わせから定められる、
請求項２～４のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
前記基準関数（F_A）の基準分布値は、肺ボリューム（V_P）内でT₂重み付けして取得した画像のシグナル強度値の分布のメインモード（M_B）である、
請求項６に記載のバイオマーカー生成方法。
正規化するステップを含み、該正規化は、フィルタリングされたボリューム（V_F）、フィルタリングされたボリュームから得られるボリューム（V_F）及び肺ボリューム（V_P）のシグナルの絶対値からシグナルのボリューム強度積（VIP）を計算することを含む、
請求項２～７のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
－MRI装置を用いた三次元画像の取得（ACQ）は以下によって構成され：
・プロトン密度（長いTR又は長いTE）又はT₁重み付け、エコー時間（TE）（短いTR、短いTE)
・予め設定された閾値未満であるエコー時間；
－少なくとも１つのフィルタリング閾値の自動計算（S₁、S₂）は、以下の構成を有し：
・第１の関数（F₁）の調整によって少なくとも２つのガウス関数（Fg₁、Fg₂）をモデル化（MODEL）し；
・第１のガウス関数（Fg₁）と第２のガウス関数（Fg₂）の交点の計算によって、第１の閾値と呼ばれるフィルタリングの閾値を決定し；
・第１のガウス関数（Fg₁）の最小値及びボクセルのシグナル強度値の最小値に対応する第２の閾値（S₂）を決定する；
－前記フィルタリングされたボリューム（V_F）は、前記第１の閾値（S₁）と前記第２の閾値（S₂）との間で構成される前記第１のガウス関数（Fg₁）によって定量化（Q1）されたボクセルに対応する第１のボリューム（V₁）であって、前記ボクセルは空気媒体に対応し；
－前記第１の閾値（S₁）及び前記第２の閾値（S₂）から算出された肺ボリュームの三次元画像（V_P）の値（S₁，S₂）を正規化し；
－正規化されたセグメント化されたボリュームの特性ボリューム（V_C）の比率を示す第１のバイオマーカー（B_IND1）を生成し、前記比率は、特性ボリューム（V_C）と肺ボリューム（V_F）との間で計算される、
請求項１に記載のバイオマーカー生成方法。
前記エコー時間が1ms以下である、
請求項９に記載のバイオマーカー生成方法。
前記セグメント化（SEG）は、前記第１の閾値（S₁）よりも大きい第２のガウス関数（Fg₂）により定量化（Q2）されたボクセルに対応する第２のボリューム（V₂）の定義を含み、前記ボクセルは脂肪性又は中間媒質に対応する、
請求項９又は１０に記載のバイオマーカー生成方法。
前記セグメント化（SEG）は、シグナル強度値が第３の予め定められた閾値（S₃）よりも小さいフィルタリングされたボリューム（V_F）のボクセルからなる特性ボリューム（V_C）を抽出するステップを含み、前記第３の予め定められた閾値（S₃）は［0；1］の正規化スケールで決められる、
請求項９～１１のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
前記セグメント化（SEG）は、同じ定量化（Q1、Q2、Q3）のボクセルの近傍から切断されたボクセルを除外／削除するステップを含む、
請求項１１に記載のバイオマーカー生成方法。
前記ガウス関数（Fg₁、Fg₂）のモデリングは、以下を含む：
－一回限りのエンコード時間を短縮し、ノイズ除去のために放射状に取得することにより、取得された画像に適用されるガウス平滑化；
－ローカルフィルタを適用して輪郭を描くこと；
－ボクセルの分布の頻度を表す曲線調整法を用いること、
請求項９に記載のバイオマーカー生成方法。
第１関数（F₁）により定量化された各ボクセルのシグナル強度値の取得（ACQ）を含み、強度値が画像コントラストデータに対応する、
請求項１～１４のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
前記取得（ACQ）は、レスピレーターと同期して行われ、前記レスピレーターは、ナビゲーター又は呼吸ベルトである、
請求項１～１４のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
MRIによって取得された画像からボリューム画像を抽出するステップが実施され、前記抽出された画像は、シーケンスが決定された瞬間に実現される、
請求項１～１６のいずれか一項に記載のバイオマーカー（B_IND）生成方法。
前記三次元画像の取得（ACQ）は、取得された二次元画像の積み重なりによって行われ、断面の厚さは、少なくともボクセルの幅に等しい、
請求項１～１７のいずれか一項に記載のバイオマーカー（B_IND）生成方法。
請求項９に記載の、さらに請求項１０～１８のいずれか一項に記載の第１の取得及び第２の取得が、呼吸サイクル内で連続して行われ、各取得が、吸気及びそれぞれ呼気の特徴的なデータに同期され、さらに、以下のことを含む、
－同じ呼吸周期の各取得について、第１のバイオマーカー（B_IND1）を生成し；
－同じ呼吸周期の各取得について、主体ボリュームVpの定量化を抽出し；
－前記第１の取得と前記第２の取得の間に生成された２つのバイオマーカーの補正された差を代表するボクセルを選択するために、これら２つの呼吸時間の間を弾性的に再設定する、
バイオマーカー生成方法。
前記２つの取得の間で選択された前記ボクセルの正規化された定量化を含む、
請求項１９に記載のバイオマーカー生成方法。
前記取得は、時間単位あたりの前記第１のバイオマーカーの変動を予め定められた期間にわたって取得するように構成された四次元取得である、
請求項９～１８のいずれか一項に記載のバイオマーカー生成方法。
前記四次元取得は、呼吸サイクルの持続時間に対応する時間単位でボクセルのボリュームを取得するように構成され、前記取得は、吸気及び／又は呼気の特徴的なデータと同期している、
請求項２１に記載のバイオマーカー生成方法。
少なくとも計算機と、メモリと、MRIシステムによって取得された画像を受信するためのインターフェイスとを備えるシステムであって、前記システムは、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法のステップを実施するように構成されている、
システム。